Harkins, William Draper

William Draper Harkins (1873. december 28. – 1951. március 7.) amerikai fizikai kémikus volt, aki felszíni kémiát tanult, és az elsők között tanulmányozta az atommag és az atom szerkezetét, az izotópok szétválasztását . Nemcsak az alap- és alkalmazott tudományhoz való hozzájárulásával vált híressé, hanem számos ipari innovációval is.

Életrajz

Harkins 1873. december 28-án született a pennsylvaniai Tootsville-ben. Szülei Nelson Goodrich Harkins és Sara Eliza (Draper) Harkins voltak.

1892-ben Harkins a kaliforniai San Diego állambeli Escondidóban található Dél-Kaliforniai Egyetemen tanult görögül, de egy év után szakot váltott, és az általános művészetet választotta.

Harkins ezután úgy döntött, hogy folytatja tanulmányait, és 1896-ban beiratkozott a Stanford Egyetemre , ahol 1900-ban bachelor fokozatot szerzett alkalmazott kémiából. Tanulmányai alatt laboránsként kezdett dolgozni az egyetemen, később kémia szakos tanár lett.

Később Harkinst a Missoula - i Montana Egyetem kémiai tanszékének vezetőjévé nevezték ki , és 20 évig maradt ebben a pozícióban, de jelentős időt töltött más egyetemeken: 1901-ben és 1904-ben Chicagóban . és Stanford 1905-1906-ban, ahonnan később Ph.D fokozatot szerzett .

1909-ben Harkins felületkémiai kutatásokat végzett Németországban. 1909-1910-ben is. a tudós kutatói asszisztensként dolgozott a Massachusetts Institute of Technology -ban, ahol az oldhatóság kutatásával foglalkozott.

39 évesen elhagyta Missoulát, amikor a Chicagói Egyetemre rendelték , ahol élete hátralévő 39 évében folytatta kutatómunkáját. [egy]

Tudományos tevékenység

Harkins hozzájárulása az alaptudományhoz a fizikai kémia számos területére kiterjedt.

Felületi kémia

1909-ben a tudós Németországba ment, ahol Fritz Haber a felületi kémia tanulmányozásával kapcsolatos témát ajánlott neki. Harkins, W. G. Hardy és Irving Langmuir egymástól függetlenül javasoltak egy elméletet a molekulák felületeken való orientációjáról. 1913-1914-ben Harkins tartotta az első előadásokat erről a témáról Chicagóban . A következő 40 évben a tudós a molekulák felszíni orientációját tanulmányozta, és 115 cikket publikált.

Élete utolsó évében Harkins befejezte a Physical Chemistry of Surface Films című könyvet, amely később, 1952-ben jelent meg. [2]

Miután befejezte kísérleti munkáját Németországban, Harkins visszatért Amerikába, hogy oldatkémiát és oldhatóságot tanuljon a Gibbs - érmes A. A. Noyce-szal és G. N. Lewis-szal.

Az oldatok kémiája és az oldhatóság

Az oldhatóság fő szabályának nevezte a jól ismert „hasonló a hasonlóban oldódik” kifejezést („similia similibus solvuntur” vagy „a hasonló feloldja a hasonlót”). A könyvben nagy figyelmet fordít a felületaktív anyagokra, a butánsav példáján elmagyarázza hatásuk elveit , megjegyzi, hogy a molekula egyik vége olajként, a másik vízként viselkedik, és beszél a szerves savmolekulák elhelyezkedéséről. a víz-olaj határfelületen . [3]

Harkins későbbi munkáiban is leírja kolloid rendszerekkel , például emulziókkal és micellás oldatokkal kapcsolatos tanulmányait [4] . Tanulmányozta az adszorpciót , a szilárd anyagok felületét és azok kölcsönhatását folyadékokkal.

Az atom szerkezete és az izotópok szétválása

1913-ban Harkins elkezdte tanulmányozni a molekulák és atomok elektronszerkezetére vonatkozó ismert elméleteket. 1915-ben Harkins és kollégája, E. D. Wilson azt javasolta, hogy a hidrogén és a hélium egymásba való átalakulása a Nap és más csillagok energiaforrása . [5] Harkins volt az első, aki a kémiai elemek bőségét az atomsúlyukkal , a kémiai elemek és izotópok bőségét pedig a stabilitásukkal hozta összefüggésbe. [6]

Miután E. Rutherford elméleti alátámasztotta az atom magszerkezetét, és mielőtt J. Chadwick 1932-ben kísérleti bizonyítékot adott volna a szabad neutronok létezésére , úgy vélték, hogy az atommagok protonokból és elektronokból állnak . Harkins megjegyezte, hogy hasonló abundanciákat és így stabilitást gyakrabban figyeltek meg a páros számú protont és elektront tartalmazó elemek atomjainál . A tudós számára az is nyilvánvaló volt, hogy sok könnyű kémiai elem (például 12 C, 16 O, 20 Ne) α-részecskékből állóként ábrázolható (akkor azt hitték, hogy egy α-részecske négy protonból és két protonból áll. elektronok  - p 4 e 2 ). Analógia útján úgy vélte, hogy az olyan kémiai elemeket, mint a 19 F és a 23 Na, fel lehet építeni α-részecskékből és egy hipotetikus p 3 e 2 részecskéből . Harkins említette, de nem hangsúlyozta, ezek és más részecskék szabad létezésének lehetőségét. Harkins azzal is érvelt, hogy a már ismert p 3 e 2 és p 2 e 1 részecskék hidrogénizotópok  – trícium és deutérium . E munka eredményei alapján Harkins létrehozott egy "új periódusos táblázatot", ahol minden atomhoz hozzáadták az úgynevezett "izotópszámot", amely később neutronszámként vált ismertté . [7]

Röviddel azután , hogy E. Lawrence feltalálta a ciklotront , Harkins és tanítványai megépítették a Chicagói Egyetemen 1935-1936-ban. Később ezt az eszközt aktívan használta, főként Enrico Fermi , aki a neutron diffúziót tanulmányozta, majd a háború alatt a chicagói Manhattan Project szükségleteihez .

Harkins előtt a részleges izotópleválasztást neon felhasználásával csak F. W. Aston végezte diffúziós módszerrel . Harkins és tanítványai klórizotópokat választottak szét kerámiacsöveken keresztül hidrogén -klorid diffundálásával . Ezt követően a tudós munkát végzett a higany izotópjainak szétválasztásán . [nyolc]

Alkalmazott iparágak

Harkins nemcsak az alaptudomány, hanem az alkalmazott iparágak fejlődéséhez is jelentős mértékben hozzájárult.

• 1916-1928 - a Chicagói Szellőztetési Bizottság tagja
• 1920-1922 - tanácsadó vegyész az Egyesült Államok Bányászati ​​Bizottságánál
• 1924-1927 - Tanácsadó mérnök az amerikai légierőnél
• 1927-től vegyész szaktanácsadó a vegyvédelmi szolgálatnál
• 1929-től a Libby-Owens-Ford üveggyártó cég vegyész tanácsadója volt.
• 1930-1951 - az Universal Oil Productsnál
• 1930-1941 - az Egyesült Államok Rubber Company-jában
• 1941-1945 - a Nemzetbiztonsági Kutatóbizottság tagja

Tudományos és szervezési munka

Harkins aktívan részt vett az American Chemical Society ügyeiben :

• 1915-1916 - az American Chemical Society chicagói szekciójának elnöke
• 1919-1920 - a Fizikai és Szervetlen Kémiai Tanszék elnöke
• 1921 óta az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának tagja
• 1925 óta az Amerikai Filozófiai Társaság tagja , az Amerikai Tudományfejlesztési Szövetség alelnöke
• 1939-1951 - a Chemical Abstracts folyóirat fizikai és általános kémiai tanszékeinek szerkesztője

Oktatási tevékenység

Harkins először a Stanford Egyetemen kezdett tanítani a diploma megszerzése után, majd oktatóként fejlődött tovább, és több egyetemen tartott előadásokat:

• 1912-1914 általános kémia adjunktus a Chicagói Egyetemen
• 1913-1914 - tartotta az első előadásokat a molekulák orientációjának elméletéről a Chicagói Egyetem felszínén
• 1914 óta a fizikai kémia professzora a Chicagói Egyetemen
• 1916-1917 - előadásokat tartott a Mellon Intézetben
• 1918-1919 - előadásokat tartott az Illinoisi Egyetemen
• 1939-ben tanárként ment nyugdíjba, de ugyanolyan lendülettel folytatta a kutatást egészen 1951-ben bekövetkezett haláláig.

Főbb munkák

Harkins első négy tudományos közleménye 1907-1910-ben jelent meg, és az állatok légköri ipari kibocsátásából származó arzénnal való mérgezésének és hasonló problémáknak szentelték őket. [9]

A tudós legkiterjedtebb kutatása a felszíni kémiával (115 cikk) és az atommag és az atom szerkezetével, az izotópok szétválasztásával (mintegy 80 cikk) volt. Harkins egyike volt annak a három tudósnak (W. J. Hardyval és Irving Langmuirral), akik egymástól függetlenül javasoltak egy elméletet a molekulák felületeken való orientációjáról.

1952-ben jelent meg Physical Chemistry of Surface Films című könyve. [2]

Társadalmi tevékenységek

Missoula - i tartózkodása alatt Harkins nagymértékben részt vett a városi és állami társadalmi életben:

• 1902-1910 Kutatómunka az Anaconda Farmers' Association számára
• 1904 Kutatómunka a kaliforniai Montana Copper Company számára
• 1906-1912 - a városi egészségügyi osztály vezetője
• 1910-1912 - kutatómunka az Egyesült Államok Igazságügyi Minisztériuma számára
• 1911 – kutatás a washingtoni Carnegie Intézet számára.

Díjak

1928. május 28. – Willard Gibbs aranyérmet kapott az American Chemical Society -től a felszíni kémiával, a nukleáris szerkezettel és az izotópokkal kapcsolatos munkájáért .

Család

1904. június 9-én Harkins feleségül vette Anna Louise Hathawayt, aki a Montana Egyetem tanszékvezetője és a Chicagói Egyetem végzős hallgatója volt .

Feleségével két gyermeke született: Henry Nelson Harkins és Ellis Marian Harkins.

Henry 1905-ben született Missoulában , és fizikai kémiából szerzett bachelor- és mesterfokozatot , Ph.D. (1928) és MD (1931) az orvostudományban. Mesterének munkája a vérszérum felületi feszültségének vizsgálatához kapcsolódott, és apja irányításával végezték 1926-ban. [10]

Marian Harkins koncerténekesként ért el sikereket. [egy]

Érdekes tények

• Harkins gyermekkorában Pennsylvania volt a feltörekvő amerikai olajipar szíve. 7 évesen 12 dolláros "vagyonát" egy olajkútba fektette, amelyet apja a pennsylvaniai Bradfordban fúrt , és hozzájárulása többszörösére nőtt. A tudomány szerencséjére a nyereség nem volt elég nagy ahhoz, hogy az olajüzletbe vonzza. [egy]
• Fiatalkorában Harkins szerette a sziklamászást, aktív résztvevője volt a hegyi túráknak. [egy]

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 Mulliken RS William Draper Harkins // National Academy of Science, Washington DC, 1975, p. 47-81.
2. ↑ 1 2 Harkins W. D. The Physical Chemistry of Surface Films. New York: Reinhold Pub., 1952. 413 pp.
3. ↑ Harkins WD, Humphery EC A felületi feszültség két folyadék határfelületén // Proceedings of the National Academy of Sciences, 1, 1915, p. 585-590.
4. ↑ Harkins WD, Mattoon RW, Corrin ML Röntgensugárzás által jelzett szappanmicellák szerkezete és a molekuláris orientáció elmélete // Journal of American Society, 68, 1946, p. 220-228.
5. ↑ Harkins WD, Wilson ED A komplex atomok szerkezete: a hidrogén-hélium rendszer // Journal of American Society, 37, 1915, p. 1383-1396.
6. ↑ Harkins WD Az elemek bősége az atomok hidrogén-hélium szerkezetéhez viszonyítva // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2 (4), 1916, p. 216-224.
7. ↑ Harkins WD Az atomok felépítése és az új periodikus rendszer // Science, 50, 1919, p. 577-582.
8. ↑ Harkins WD A klór és a higany elemek szétválasztása izotópokká // Science, 54, 1921, p. 359-360.
9. ↑ Harkins WD A Marsh-teszt és a felesleges potenciál: az arzén mennyiségi meghatározása // Journal of American Society, 32, 1910, p. 518-530.
10. ↑ Eglolf G. Apák és fiak a kémiában // Chemical and Engineering News, 22, 1944, p. 804.

Irodalom

• Khramov Yu. A. Harkins, William Draper // Fizikusok : Életrajzi kalauz / Szerk. A. I. Akhiezer . - Szerk. 2., rev. és további — M  .: Nauka , 1983. — S. 288. — 400 p. - 200 000 példányban.
• Mulliken RS William Draper Harkins // National Academy of Science, Washington DC, 1975, 47-81.

Tematikus oldalak	Matematikai genealógia
Szótárak és enciklopédiák	Nagy norvég Amerikai nemzeti életrajz Britannica (online)
Genealógia és nekropolisz	Keress egy sírt
Bibliográfiai katalógusokban BNF : 111788273 GND : 139285970 ISNI : 0000 0000 8358 6836 LCCN : n86867054 NKC : mzk2014830231 NTA : 124554687 SUDOC : 135353483 VIAF : 13814176 WorldCat VIAF : 13814176